Công nghệ chiết siêu âm (Ultrasound Extraction) là công nghệ được ưa chuộng để cô lập các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật. Sóng siêu âm dùng để chỉ những sóng âm cơ học có tần số cao hơn 20kHz nhưng nhỏ hơn 10MHz. Phương pháp xử lý tách chiết siêu âm cho phép chiết hoàn toàn, mang lại hiệu suất chiết cao trong thời gian chiết rất ngắn. Là một phương pháp chiết xuất hiệu quả, chiết xuất siêu âm tiết kiệm cả chi phí và thời gian đồng thời mang lại chất chiết xuất chất lượng cao để sử dụng trong thực phẩm, y tế, phòng nghiên cứu và dược phẩm.
Thiết bị tách chiết dược liệu, nhũ hóa & lão hóa rượu
Phân loại thiết bị tách chiết siêu âm
- Mô hình thử nghiệm nhỏ: Thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm, công suất siêu âm là 1K đến 2KW và thể tích bể chiết hoặc bể chứa là 5 đến 10L .
- Mô hình vừa: Thường được sử dụng cho các thử nghiệm trung gian. Máy tách chiết sử dụng hệ thống tuần hoàn với nhóm máy chiết siêu âm, công suất siêu âm là 3KW và thể tích bể chiết là 1 đến 2L.
- Mô hình sản xuất quy mô lớn: Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất hàng loạt chiết xuất thuốc thảo dược, trộn nhũ hóa, lão hóa. Hệ thống sử dụng nhiều nhóm sóng siêu âm công suất cao được kết hợp nối tiếp. Hiệu quả xử lý có thể đạt được bằng cách đi vào từ một bể và thoát ra từ bể tiếp theo, từ đó tăng công suất xử lý và hiệu quả xử lý.
Thiết bị tách chiết dược liệu, nhũ hóa & lão hóa rượu
Ưu điểm công nghệ tách chiết, nhũ hóa & lão hóa bằng công nghệ sóng siêu âm
- Hiệu suất chiết siêu âm cao do đặc tính vật lý của sóng siêu âm khiến mô thực vật bị vỡ hoặc biến dạng, cho phép chiết suất đầu đủ hơn thành phần, dược liệu dược tính, tỉ lệ chiết xuất siêu âm tăng đáng kể 50 - 500% so với các quy trình truyền thống thông thường.
- Thời gian chiết suất ngắn hơn 2/3 so với phương pháp truyền thống, tốc độ chiết xuất có thể trong khoảng 20 - 40 phút, do đó khối lượng nguyên liệu xử lý nhiều hơn, tăng công suất xưởng sản xuất.
- Nhiệt độ chiết suất siêu âm là 40 - 60 độ C, vì vậy không cần sử dụng các nồi hơi để cung cấp hơi nước, điều này tiết kiệm năng lượng, cải thiện ô nhiễm môi trường. Quan trọng hơn, công nghệ tách chiết siêu âm có thể bảo vệ hoạt chất trong dược liệu không ổn định khi tiếp xúc với nhiệt, dễ bị thủy phân và oxy hóa.
- Khả năng thích ứng rộng do không có giới hạn về tính chất, trọng lượng phân tử của dược liệu, phù hợp với hầu hết yêu cầu tách chiết, lão hóa và nhũ hóa từ quy mô gia đình, cá thể hay cả xưởng sản xuất lớn.
- Nước thuốc sau tách chiết siêu âm sẽ có ít tập chất, các hoạt chất dễ tách và tinh chế hơn.
- Không quá khó để sử dụng, dễ dàng trong bảo trì bão dưỡng hệ thống tách chiết.
Chiết xuất siêu âm hay tách chiết dược liệu, lão hóa rượu, máy khuấy trộn nhũ hóa, tách chiết siêu âm (Ultrasound Extraction) là công nghệ được sử dụng nhằm tách chiết hoạt chất dược liệu, tinh chế ở nhiệt độ thấp, tốc độ chiết cao, thời gian ngắn. Thiết bị tách chiết siêu âm được xem như giải pháp thay thế cho các phương pháp truyền thống, nhằm mục đích tăng hiệu quả, tiết kiệm năng lượng, tăng cao năng suất sản xuất xưởng, doanh nghiệp và thân thiện với môi trường. Chiết suất siêu âm sử dụng hiệu xuất cơ học, hiệu ứng xâm thực, hiệu ứng nhiệt của sóng siêu âm tần số cao để chiết xuất nhanh chóng các hoạt chất sinh học bằng cách tăng tốc độ chuyển động các phân tử trong môi trường, tăng khả năng thâm nhập đánh sâu vào nguyên vật liệu, ép dược tính dược liệu hoặc cấu trúc phân tử, kích hoạt khả năng phản ứng dược liệu. Ví dụ, khi sử dụng trong quá trình lão hóa rượu, có thể giúp nhanh chóng nâng tuổi thọ rượu, uống vị ngon, không gắt, hăng, tương đương các loại rượu ngâm 5 - 10 năm.
Nguyên lý cơ bản tách chiết suất siêu âm dược liệu
- Hiệu ứng tạo ra bọt khí công nghệ siêu âm được sử dụng trong quá trình tách chiết, lão hóa và nhũ hóa đồng nhất. Nó dựa trên nền tảng lý thuyết sóng Huygens và "hiệu ứng tạo bọt khí" khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường chất lỏng liên tục, khi đó sẽ gây ra chuyển động của các hạt trong môi trường trên mặt sóng tại mọi điểm nguồn sóng chạm tới, từ đó tạo ra các dao động các hạt lân cận và trở thành các nguồn sóng mới . Sự dao động do nguồn sóng này gây ra khiến mọi hạt vật chất trên đường truyền của nó nhận được gia tốc và động năng. Khi đó, sóng siêu âm có thể tăng tốc hạt trung bình lên hơn một nghìn lần do trọng lực. Dưới tác dụng sóng siêu âm, các hạt môi trường tác động lên phân tử trong dung dịch với hàng chục nghìn dao động trong mỗi giây, nhanh chóng kích thích các phân tử trong dung dịch.
- Bên cạnh đó, sóng siêu âm tạo ra hiệu ứng bong bóng khí trong môi trường chất lỏng, liên tục tạo ra lỗ hổng vi mô với áp suất bên trong tới hàng nghìn atm (Átmốtphe - đơn vị đo lường áp suất, không thuộc hệ đo lường quốc tế SI) và liên tục "vụ nổ vi mô" để tạo ra các xung kích cực nhỏ, tác động lên chất lỏng - rắn hoặc các phân tử lỏng - lỏng, khiến không khí xung quanh đẩy ra ngoài, đồng thời thúc đẩy sự đứt gãy, biến đạng của tế bào, tăng tốc độ thoát của các chất trong môi trường.
- Các hiệu ứng được tạo ra thiết bị phát sóng siêu âm như rung cơ học, tia siêu nhỏ thúc đẩy sự khuếch tán của các hoạt chất trong dung dịch.